PLC控制電梯畢業(yè)論文

1、目 錄摘 要1Abstract2第1章 緒論21.1本課題的研究目的及意義31.2 PLC在電梯系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢41.3本課題主要研究內(nèi)容4第2章 基于PLC的四層電梯系統(tǒng)硬件設(shè)計52.1 PLC的選擇及設(shè)計52.1.1 PLC簡介52.1.2 PLC的選擇52.1.3 PLC的輸入/輸出分配表及接線圖62.2 傳感器的選擇82.2.1 稱重式傳感器82.2.2 紅外傳感器8第3章 基于PLC控制的四層電梯系統(tǒng)程序設(shè)計103.1 四層電梯系統(tǒng)的控制要求103.2 四層電梯的系統(tǒng)流程圖113.3 四層電梯的系統(tǒng)程序分析113.4 程序調(diào)試以及結(jié)果18第4章 總結(jié)與展望214.1 總結(jié)21

2、4.2 展望22參考文獻22致 謝23附 錄241南京師范大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來我國的電梯生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展，一些電梯廠也在不斷改進設(shè)計、修改工藝。電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展, 現(xiàn)代化程度日益提高,高層建筑愈來愈多, 電梯也隨之增多, 電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位得到了提高,成為重要的運輸設(shè)備之一。本文首先介紹了PLC在電梯系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，其次根據(jù)輸入輸出選擇三菱FX2N48MR型號的PLC以及稱重傳感器ECW-P1和感應(yīng)人員出入的紅外傳感器AS612并給出了I/O分配

3、表以及接線圖，然后根據(jù)控制要求以及單體呼叫的優(yōu)先度給出了流程圖并設(shè)計了PLC程序，經(jīng)過調(diào)試，該程序能實現(xiàn)四層電梯的正常運作，表明了該程序的有效性。最后對電梯進行進一步的展望，希望能在電梯內(nèi)增加緊急呼救功能，火災(zāi)等一系列突發(fā)狀況的報警功能，能讓人們坐電梯更安全，更舒適。關(guān)鍵詞： PLC 電梯 傳感器 控制系統(tǒng) AbstractWith the development of science and technology, in recent years, China's elevator production technology has been rapid development, s

4、ome of the elevator factory is also in the continuous improvement of the design, modification process. Elevator as an important means of transportation of high buildings and people's work and life increasingly close contact. With the rapid development of national economy, the level of modernizat

5、ion is increasing, more and more high-rise buildings, the elevator is also increasing, elevator products in people's material and cultural life status has been improved, become one of the important transport equipment.This paper first introduces the application status and development trend of PL

6、C in the elevator system, and then according to the input and output of FX2N48MR model PLC and sensor ECW-P1 and sensor access infrared sensor AS612 and gives the I/O distribution table and wiring diagram, and then according to the control requirements and the priority of the monomer call gives the

7、flow chart and design PLC program, after debugging, the elevator can be the normal operation of the four elevator, indicates the effectiveness of the program.Finally hope to increase the emergency function in the elevator, a series of fire and other emergency alarm function, can make people more saf

8、e and comfortable to take the elevator.Key words : PLC elevator sensor control system 第1章 緒論1.1 課題研究目的和意義自1889年美國奧迪斯升降機公司推出世界第一部以電動機為動力的升降機以來，電梯在驅(qū)動方式上經(jīng)歷了卷筒式驅(qū)動、牽引式驅(qū)動等歷程，逐漸形成了直流電機拖動和交流電機拖動兩種不同的拖動方式。如今電梯已成為人們進出高層建筑不可或缺的代步工具；而且作為載人工具，人們在運行的平滑性、高速性、準(zhǔn)確性、高效性等一系列靜、動態(tài)性能方面對它提出了更高的要求。由于早期的電梯繼電器控制方式存在故障率較高、可靠性差

9、、接線復(fù)雜、一旦接收完成不易更改等缺點，所以需要開發(fā)一種安全、高效的控制方式?？删幊炭刂破骷缺Ａ袅死^電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計算機接口、維修方便等諸多高品質(zhì)性能。因此，PLC在電梯控制領(lǐng)域得到了廣泛而深入的應(yīng)用1。隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)得到十分廣泛地應(yīng)用。PLC是一種基于數(shù)字計算機技術(shù)、專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的電子控制裝置，它采用可編程序的存儲器，用來存儲 用戶指令，通過數(shù)字或模擬的輸入/輸出，完成一系列邏輯、順序、定時、記數(shù)、運算等確定的功能，來控制各種類型的機電一體化設(shè)備和生產(chǎn)過程。電梯是隨著高層建

10、筑的興建而發(fā)展起來的一種垂直運輸工具。多層廠房和多層倉庫需要有貨梯;高層住宅需要有住宅梯；百貨大樓和賓館需要有客梯,自動扶梯。在現(xiàn)代社會,電梯已像汽車、輪船一樣，成為人類不可缺少的交通運輸工具。據(jù)統(tǒng)計,美國每天乘電梯的人次多于乘載其它交通工具的人數(shù)。當(dāng)今世界,電梯的使用量已成為衡量現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。追溯電梯這種升降設(shè)備的歷史,據(jù)說它起源于公元前236年的古希臘。當(dāng)時有個叫阿基米德的人設(shè)計出人力驅(qū)動的卷筒式卷揚機。1858年以蒸汽機為動力的客梯，在美國出現(xiàn),繼而有在英國出現(xiàn)水壓梯。1889年美國的奧梯斯電梯公司首先使用電動機作為電梯動力,這才出現(xiàn)名副其實的電梯,并使電梯趨于實用化。1900年

11、還出現(xiàn)了第一臺自動扶梯。1949年出現(xiàn)了群控電梯,首批46臺群控電梯在紐約的聯(lián)合國大廈被使用。1955年出現(xiàn)了小型計算機控制電梯。1962年美國出現(xiàn)了速度達(dá)8米/秒的超高速電梯。1963年一些先進工業(yè)國只成了無觸點半導(dǎo)體邏輯控制電梯。1967年可控硅應(yīng)用于電梯，使電梯的拖動系統(tǒng)筒化，性能提高。1971年集成電路被應(yīng)用于電梯。第二年又出現(xiàn)了數(shù)控電梯。1976年微處理機開始用于電梯，使電梯的電氣控制進入了一個新的發(fā)展時期13。電梯作為高層建筑物的重要交通工具與人們的工作和生活日益緊密聯(lián)系。PLC作為新一代工業(yè)控制器，以其高可靠性和技術(shù)先進性，在電梯控制中得到廣泛應(yīng)用，從而使電梯由傳統(tǒng)的繼電器控制方

12、式發(fā)展為計算機控制的一個重要方向，成為當(dāng)前電梯控制和技術(shù)改造的熱點之一。高校中關(guān)于PLC 教學(xué)實驗的中等模型較少，為此，自行設(shè)計并制作了專用4層集選電梯。此電梯模型所采用的類型為三菱FX2C。PLC程序設(shè)計采用模塊化編程思想，即根據(jù)各功能實現(xiàn)的條件及原則設(shè)計各個功能模塊。設(shè)計的程序要求完成電梯自動運行功能如：內(nèi)選外召喚信號的登記、消號、到層自動開門、延時自動運行等。合理分配轎廂內(nèi)指令的執(zhí)行和廳外召喚的應(yīng)答。1.2 PLC在電梯系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，城市中涌現(xiàn)出越來越多的高層建筑，而與之配套的電梯已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚墓ぞ摺Ｍ瑫r，由于城市老齡化問題日益突出，多層建筑

13、同樣也有使用電梯的要求。而目前，國內(nèi)中小電梯廠商大多采用繼電器控制或微機控制方法實現(xiàn)對電梯的控制，前者硬布線的邏輯控制方式具有原理簡單、直觀等特點，但通用性差，邏輯系統(tǒng)由許多觸點組成，接線復(fù)雜、故障率高、設(shè)備龐大，現(xiàn)已慢慢淡出市場；后者在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛，在電梯控制上取代傳統(tǒng)的繼電器控制方式慢慢受到人們的重視。根據(jù)電梯的功能要求，微機控制電梯的方式主要分為4種：單微機控制方式，雙微機控制方式，三微機控制方式，群控電梯的微機控制方式。單微機控制方式又分為2種，即單板機控制方式和單片機控制方式；雙微機控制方式由控制系統(tǒng)CPU和拖動系統(tǒng)CPU以及部分繼電器組成整個電梯的控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)

14、起制動閉環(huán)、穩(wěn)速開環(huán)控制，也可以實現(xiàn)全閉環(huán)控制；三微機控制方式也稱為多微機控制方式，以上海三菱的VFCL系統(tǒng)為例，它采用三個CPU來控制電梯，整個系統(tǒng)由三部分組成：DR-CPU驅(qū)動部分、CC-CPU控制和管理部分、ST-CPU串行傳部分，VFCL系統(tǒng)的驅(qū)動部分采用VVVF方式對曳引機進行速度控制，控制部分主要對選層器、速度圖形和安全檢查電路三方面進行控制；群控方式使用的微機數(shù)量根據(jù)方式的不同也有所不同。但是由于微機控制的可靠性不高，容易發(fā)生故障，從而使電梯難以達(dá)到用戶希望的安全、穩(wěn)定、可靠等要求2。PLC自問世以來，以其高可靠的特點在工業(yè)自動化領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著超大規(guī)模集成電路技

15、術(shù)和通信技術(shù)的進步，PLC的性價比逐年提高，使用PLC控制電梯，是一種投資小、見效快、可靠性高的好方法2。1.3論文的主要研究內(nèi)容隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展, 現(xiàn)代化程度日益提高,高層建筑愈來愈多, 電梯也隨之增多, 電梯產(chǎn)品在人們物質(zhì)文化生活中的地位得到了提高,成為重要的運輸設(shè)備之一。國內(nèi)傳統(tǒng)的電梯控制是由繼電器、接觸器構(gòu)成。它不僅存在著可靠性差、成本高、故障率高等缺點,而且在層數(shù)增加時,配線變化給制造及安裝帶來諸多不便。由此可見，研究一種新的電梯控制系統(tǒng)具有十分重要的意義?；诖?，我們提出了本次設(shè)計：PLC在電梯控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。本設(shè)計主要以PLC作為工具對升降電梯的各種操作進行控制。通過編寫

16、程序，對電梯的升降動作進行模擬仿真。此電梯模型所采用的類型為三菱FX2C。PLC程序設(shè)計采用模塊化編程思想，即根據(jù)各功能實現(xiàn)的條件及原則設(shè)計各個功能模塊。設(shè)計的程序要求完成電梯自動運行功能如：內(nèi)選外召喚信號的登記、消號、到層自動開門、延時自動運行等。合理分配轎廂內(nèi)指令的執(zhí)行和廳外召喚的應(yīng)答。本設(shè)計與實際相結(jié)合，現(xiàn)實意義很強。為此，自行設(shè)計并制作了專用4層集選電梯。第2章 基于PLC的四層電梯的硬件設(shè)計2.1 PLC的選擇與設(shè)計2.1.1 PLC的簡介可編程控制器是60年代末在美國首先出現(xiàn)的，當(dāng)時叫可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用來取

17、代繼電器。以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。提出PLC概念的是美國通用汽車公司。PLC的基本設(shè)計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的。根據(jù)實際應(yīng)用對象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲器內(nèi),使控制器和被控對象連接方便。 70年代中期以后，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的PLC已不再是僅有邏輯(Logic)判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。國際電工委員會(IEC)頒布的可編程控制器標(biāo)

18、準(zhǔn)草案中對可編程控制器作了如下的定義：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)外圍設(shè)備，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的設(shè)計?？删幊炭刂破鲗τ脩魜碚f，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的普及推廣應(yīng)用?？删幊炭刂破魇敲嫦蛴脩舻膶Ｓ霉I(yè)控制計算機，具有許多明顯的特點?？煽啃愿撸垢蓴_能力強；編程直觀、簡單

19、；適應(yīng)性好；功能完善，接口功能強。2.1.2 PLC選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，確定控制方案之后，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。1輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算I/O點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%20%的可擴展。余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC

20、的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進行圓整。根據(jù)估算的方法故本課題的I/O點數(shù)為輸入23點，輸出26點。2存儲器容量的估算程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。因此本課題的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲2000條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。3控制功能的選擇該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程

21、功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。根據(jù)本課題所設(shè)計的自動門控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。（1）控制功能PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。（2）編程功能離線編程方式：PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機CPU負(fù)責(zé)

22、現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。（3）診斷功能PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。4機型的選擇目前，國內(nèi)眾多的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了多種系列功能各異的PLC產(chǎn)品，

23、使用戶眼花繚亂、無所適從。通過對輸入/輸出點的選擇、對存儲容量的選擇、對I/O響應(yīng)時間的選擇以及輸出負(fù)載的特點選型的分許。我們決定使用我們學(xué)校已經(jīng)有的三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列的FX2N-48-MR,該PLC能最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點,程序執(zhí)行更快,全面補充了通信功能,適合世界以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊,能很好滿足本課題的要求。 2.1.3 PLC的輸入輸出分配及接線圖根據(jù)程序總共有23個輸入,26個輸出點得出I/O分配表,如表2-1所示表2-1 I/O分配表 根據(jù)I/0分配表輸入輸出的關(guān)系,加上選用的是三菱FX2N-48-MR,模擬出四層電梯模型的外部接線圖,如圖2-1所示圖2-1外

24、部接線圖2.2 傳感器的選擇2.2.1稱重式傳感器1.傳感器的工作原理本系統(tǒng)根據(jù)電梯活動轎底依據(jù)載重產(chǎn)生彈性變化、通過霍爾傳感器檢測位移變化，從而實現(xiàn)對電梯轎廂超載進行檢測。2.傳感器的型號與參數(shù)本課題選用的傳感器型號是ECW-P1,如圖2-2所示圖2-2 ECW-P1 其特點如下： 1.非接觸感應(yīng)式工作方式，自身無機械運動，直接安裝在電梯原超載開關(guān)處，無需改變電梯轎廂結(jié)構(gòu)；2.采用高形能感應(yīng)磁鐵、最大限度的提高系統(tǒng)抗干擾能力；3.定位精度高、體積小，安裝調(diào)試方便。結(jié)構(gòu)簡單，價格低廉。ECW-P1的詳細(xì)參數(shù)如表2-2所示表2-2 ECW-P1的詳細(xì)參數(shù)1應(yīng)用范圍適用于所有需要超載信號的活動轎底

25、電梯，檢測間隙815mm2靈敏度超載翻轉(zhuǎn)點超載調(diào)整點±0.05mm3系統(tǒng)誤差1.5%（540）4輸出形式繼電器動合、動斷觸點各1對、觸點容量：DC/AC 48V 500mA5工作環(huán)境溫度25556供電電源DC/AC 24V（±10%）整機工作電流100mA7安裝位置電梯活動轎底8整機尺寸24×55mm圓柱體 2.2.2紅外式傳感器1.傳感器的工作原理本系統(tǒng)根據(jù)紅外線光幕感應(yīng)是否有人員出入，從而實現(xiàn)對電梯門的開關(guān)確定信號2.傳感器的型號與參數(shù)本課題選用的傳感器型號是AS612,如圖2-3所示圖2-3 智能紅外傳感器AS612傳感器AS6

26、12是將數(shù)字智能控制電路與人體探測敏感元都集成在電磁屏蔽罩內(nèi)的熱釋電紅外傳感器。人體探測敏感元將感應(yīng)到的人體移 動信號通過甚高阻抗差分輸入電路耦合到數(shù)字智能集成電路芯片上，數(shù)字智能集成電路將信號轉(zhuǎn)化成15位ADC數(shù)字信號，當(dāng)PIR信號 超過選定的數(shù)字閥值時就會有LED動態(tài)輸出以及具有定時時間的REL電平輸出。OEN使能端可使REL輸出或通過光照傳感器自動控 制。靈敏度和時間參數(shù)通過電阻設(shè)置，對應(yīng)相應(yīng)的數(shù)值，其電壓被轉(zhuǎn)化成為帶有7位分辨率的數(shù)字閥值。所有的信號處理都在芯片上完成。具體參數(shù)如表2-3所示表2-3 紅外傳感器AS612的具體參數(shù)產(chǎn)品型號AS612窗口尺寸3*4mm電源電壓3V引腳數(shù)6

27、pins感應(yīng)距離12m第3章 電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計3.1 電梯的控制要求四層電梯系統(tǒng)的控制要求分為上行要求和下行要求，分別如下：上行要求：（1）當(dāng)電梯停于1層或2層、或3層時，按4層外呼按鈕呼梯，則電梯上升至4層處停止。（2）當(dāng)電梯停于1層，若按2層外呼按鈕呼梯，則電梯上升至2層處停止，若按3層外呼按鈕呼梯，則電梯轎箱上升至3層處停止。（3）當(dāng)電梯停于2層，若按3層外呼按鈕呼梯，則電梯上升到3層處停止。（4）當(dāng)電梯停于1層而2層、3層均有人呼梯時，電梯上升到2層暫停5秒后繼續(xù)上升到3層后停止。（5）當(dāng)電梯停于2層，而3層、4層的均有人呼梯時，電梯上升到3層后暫停5秒后繼續(xù)上升到4層處，然后停

28、止。（6）當(dāng)電梯、停于1層，而2層、4層均有人呼梯時，電梯上升到2層處暫停5秒后，繼續(xù)上升到4層然后停止。（7）當(dāng)電梯停于1層，而3層、4層均有人呼梯時，電梯上升到3層，暫停5秒后繼續(xù)上升到4層，然后停止。（8）當(dāng)電梯停于1層，而2層、3層、4層均有人呼梯時，電梯上升到2層暫停5秒后繼續(xù)上升到3層，暫停5秒后繼續(xù)上升到4層然后停止。下行要求：（1）當(dāng)電梯在4層或3層或2層時，按1層外呼按鈕呼梯，則電梯下降到1層處停止。（2）當(dāng)電梯停于4層，若按3層外呼按鈕呼梯，則電梯下降到3層處停止，若按2層外呼按鈕呼梯，則電梯下降到2層處停止。（3）當(dāng)電梯停于3層，若按2層外呼按鈕呼梯，則電梯下降到2層處停

29、止。（4）當(dāng)電梯停于4層，而2層、3層外呼按鈕按鈕均有人呼梯時，電梯下降到3層暫停5秒后繼續(xù)下降至2層，然后停止。（5）當(dāng)電梯停于4層，而3層、1層均有人呼梯時，電梯下降到3層暫停5秒，繼續(xù)下降到1層后停止。（6）當(dāng)電梯停于4層，而3層、2層、1層均有人呼梯，則電梯下降到3層后暫停5秒繼續(xù)下降到2層，暫停5秒后，繼續(xù)下降到1層，然后停止。（7）當(dāng)電梯停于3層，而2層、1層有人呼梯，則電梯下降到2層暫停5秒后繼續(xù)下降到1層，然后停止。（8）當(dāng)電梯停于2層，而1層、3層、4層均有人呼梯，則電梯先下降至層1暫停5秒后，再上升。（9）當(dāng)電梯停于3層，而1層、2層、4層均有人呼梯，則電梯先下降至2層暫停

30、5秒后，繼續(xù)下降到1層暫停5秒，再上升至4層后停止。3.2四層電梯的系統(tǒng)流程圖根據(jù)四層電梯的控制要求以及呼叫的優(yōu)先度得出該電梯運行流程圖如圖3-1所示圖3-1流程圖3.3 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計分析任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則：（1）最大限度地滿足被控對象的控制要求充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計前就要深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進的國內(nèi)、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管

31、理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計中的重點問題和疑難問題。（2）保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計者在系統(tǒng)設(shè)計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。（3）力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護也將導(dǎo)致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一

32、方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標(biāo)。3.3.1 外部信號輸入存儲程序(1) 內(nèi)呼信號輸入及存儲程序編程思路：以一樓內(nèi)呼為例，按下X000按鈕，則Y000被接通并保持，直到電梯到達(dá)一樓時利用X014常閉觸點斷開Y000。在按下X000的同時D1賦值為1，從而實現(xiàn)存儲功能。當(dāng)Y000失電時，D1和M0、M1、M2被清零。梯形圖如圖3-2所示：圖3-2 內(nèi)呼信號輸入及存儲程序梯形圖(2)外呼信號輸入及存儲程序編程思路：以二樓向上外呼信號為例，如果電梯不在

33、二樓，此時按下X006，D7賦值為2，M106得電并保持。如果此時電梯為下行，則M106、Y017常開閉合，Y006得電并且在電梯下降過程中一直保持。如果電梯處于上行階段，則M106、Y016常開閉合，Y006得電并保持，直到電梯上行到二樓時失電。Y006失電時，D7和M18、M19、M20被清零。梯形圖如圖3-3所示：圖3-3 外呼信號輸入及存儲程序梯形圖3.3.2 轎廂停于某層時，所在樓層存于D0并用數(shù)碼管顯示程序編程思路：轎廂停于某層時，該樓層平層開關(guān)被接通，為D0賦予對應(yīng)的值。梯形圖如圖3-4所示：圖3-4 轎廂停于某層時，所在樓層存于D0并用數(shù)碼管顯示程序梯形圖3.3.3 比較判斷轎

34、廂上下行程序編程思路：(1)比較程序:按下某樓層按鈕則將該按鈕所對應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中的值與轎廂所在樓層數(shù)據(jù)寄存器D0中的值進行比較，從而可以判斷上下行。(2)判斷上下行程序：當(dāng)D1到D10中任一數(shù)據(jù)寄存器中的值大于D0中的值，則轎廂上行；當(dāng)D1到D10中任一數(shù)據(jù)寄存器中的值小于D0中的值，則轎廂下行。如果當(dāng)D1到D10中任一數(shù)據(jù)寄存器中的值既有大于D0的，又有小于D0的，則轎廂上下行以第一次按下按鈕所對應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中的值與D0的比較結(jié)果而得。梯形圖如圖3-5所示：圖3-5 比較判斷轎廂上下行程序梯形圖3.3.4 補充程序編程思路：電梯停于某層時，按下當(dāng)前層外呼信號啟動開門程序。否則一旦轎廂停止

35、上下行，電梯外面的人就無法進入轎廂。梯形圖如圖3-6所示：圖3-6 電梯停于某層時，按下當(dāng)前層外呼信號啟動開門程序梯形圖3.3.5 開關(guān)門程序編程思路：電梯未平層時，M30得電，此時手動開關(guān)門按鈕X012和X013按下均無效，M31和M32不得電。電梯平層時，M33得電，轎廂門打開，延時3S后，自動關(guān)閉。程序中C0、C1的重要作用：在程序中C0、C1的作用是保證每次平層時只有一次開關(guān)門，防止轎廂一直上升或下降而不執(zhí)行平層開關(guān)門程序，同時也防止電梯一直處于開關(guān)門狀態(tài)。電梯平層以后，按下開門按鈕或者開門限位開關(guān)被觸發(fā)則C0得電；按下關(guān)門按鈕或者關(guān)門限位開關(guān)被觸發(fā)并且C0得電時，C1得電。在電梯上升

36、或降價過程中即電梯未平層時C0清零。當(dāng)電梯平層并且C0被清零時，C1清零。程序運行時，首先開關(guān)門一次，所以C0、C1得電。梯形圖如圖3-7所示：圖3-7 開關(guān)門程序梯形圖3.3.6 轎廂上行程序編程思路：在比較判斷出轎廂上行以后，執(zhí)行以下程序。首先是內(nèi)呼信號，如果電梯在一樓，按下X001則M3接通，此時C1是接通的，所以M40得電并自鎖直到轎廂在二樓平層時失電。如果電梯在一樓或二樓，按下X002則M6接通，M41得電并自鎖直到轎廂到達(dá)三樓時失電。如果電梯在一樓、二樓或三樓，按下X003則M9接通，M42得電并自鎖直到轎廂到達(dá)四樓時失電。外呼信號上行與內(nèi)呼信號上行原理相同，只是加上外呼信號之后，

37、需要給外呼信號和內(nèi)呼信號之間加上互鎖。至于最遠(yuǎn)反向呼功能：如果電梯在一樓，按下二樓向下X005，則M72得電，電梯上行；如果再按下X007，則M72失電，M71得電，電梯到二樓不停下繼續(xù)上行；如果再按下X011，則M71失電，M70得電，電梯直接運行至四樓。需要注意的是：在最遠(yuǎn)反向呼程序里需要加入內(nèi)呼信號和外呼信號的互鎖。梯形圖如圖3-8所示：圖3-8 轎廂上行程序梯形圖3.3.7轎廂下行程序編程思路和轎廂上行程序一樣，梯形圖如圖3-9所示。圖3-9 轎廂下行程序梯形圖3.4程序調(diào)試以及結(jié)果 （1）準(zhǔn)備工作將所有的設(shè)備連接起來，并接通電源，觀察PLC的指示燈，PLC上的RUN和RDY指示燈正常

38、亮起，則PLC正常工作，觀察電梯模型上，電源指示燈正常亮起，則電梯模型正常工作。 （2）調(diào)試程序情況1.當(dāng)電梯停于1層或2層、或3層時，按4層外呼按鈕呼梯，4層外呼按鈕指示燈亮起，隨后電梯上升至4層處等待5秒后開門，四層外呼按鈕指示燈熄滅。情況2.當(dāng)電梯停于1層，若按2層外呼按鈕呼梯，則2層外呼按鈕指示燈亮起，電梯上升至2層處等待5秒后開門，隨后2層外呼按鈕指示燈熄滅。情況3.當(dāng)電梯停于2層，若按3層外呼按鈕呼梯，則3層外呼按鈕指示燈亮起，電梯上升到3層處等待5秒后開門，隨后指示燈熄滅。情況4.當(dāng)電梯停于1層，而2層、3層均有人呼梯時，同時按下2層和3層外呼按鈕指示燈，電梯上升到2層暫停5秒后

39、開門，等待關(guān)門之后繼續(xù)上升到3層后停止。情況5.當(dāng)電梯停于2層，而3層、4層的均有人呼梯時，同時按下3層和4層外呼按鈕指示燈，電梯上升到3層后暫停5秒后開門，等待關(guān)門之后繼續(xù)上升到4層處，然后停止。情況6.當(dāng)電梯停于1層，而2層、4層均有人呼梯時，同時按下2層、4層外呼按鈕指示燈，電梯上升到2層處暫停5秒后開門，等待關(guān)門后繼續(xù)上升到4層然后停止。情況7.當(dāng)電梯停于1層，而3層、4層均有人呼梯時，同時按下3層、4層外呼按鈕指示燈，電梯上升到3層處暫停5秒后開門，等待關(guān)門后繼續(xù)上升到4層然后停止。情況8.當(dāng)電梯停于1層，而2層、3層、4層均有人呼梯時，同時按下2層、3層、4層外呼按鈕指示燈，電梯上

40、升到2層處暫停5秒后開門，等待關(guān)門后繼續(xù)上升到3層，電梯上升到3層處暫停5秒后開門，等待關(guān)門后上升到4層然后停止！情況9. 當(dāng)電梯停于4層或3層或2層時，按1層外呼按鈕呼梯，1層外呼按鈕指示燈亮起，隨后電梯下降至1層處等待5秒后開門，1層外呼按鈕指示燈熄滅。情況10. 當(dāng)電梯停于4層，若按3層外呼按鈕呼梯，則3層外呼按鈕指示燈亮起，電梯下降至3層處等待5秒后開門，隨后3層外呼按鈕指示燈熄滅。情況11. 當(dāng)電梯停于3層，若按2層外呼按鈕呼梯，則2層外呼按鈕指示燈亮起，電梯下降至2層處等待5秒后開門，隨后2層外呼按鈕指示燈熄滅。情況12. 當(dāng)電梯停于4層，而2層、3層均有人呼梯時，同時按下2層和3

41、層外呼按鈕指示燈，電梯下降到2層暫停5秒后開門，等待關(guān)門之后繼續(xù)下降到3層后停止。情況13. 當(dāng)電梯停于4層，而3層、1層均有人呼梯時，同時按下3層和1層外呼按鈕指示燈，電梯下降到3層暫停5秒后開門，等待關(guān)門之后繼續(xù)下降到1層后停止。情況14.當(dāng)電梯停于4層，而3層、2層、1層均有人呼梯時，同時按下3層、2層、1層外呼按鈕指示燈，電梯下降到3層處暫停5秒后開門，等待關(guān)門后繼續(xù)下降到2層，電梯下降到2層處暫停5秒后開門，等待關(guān)門后下降到1層然后停止！情況15. 當(dāng)電梯停于3層，而2層、1層均有人呼梯時，同時按下2層和1層外呼按鈕指示燈，電梯下降到2層暫停5秒后開門，等待關(guān)門之后繼續(xù)下降到1層后停

42、止。情況16. 當(dāng)電梯停于2層，而1層、3層、4層均有人呼梯時，同時按下1層、3層、4層外呼按鈕指示燈，電梯下降到1層處暫停5秒后開門，等待關(guān)門后上升到3層，電梯上升到3層處暫停5秒后開門，等待關(guān)門后上升到4層然后停止！情況17. 當(dāng)電梯停于3層，而1層、2層、4層均有人呼梯時，同時按下1層、2層、4層外呼按鈕指示燈，電梯下降到1層處暫停5秒后開門，等待關(guān)門后上升到2層，電梯上升到2層處暫停5秒后開門，等待關(guān)門后上升到4層然后停止！(3)調(diào)試中出現(xiàn)的問題調(diào)試中出現(xiàn)了不少問題,比如同時按3樓和4樓的外部信號,電梯在三樓并不停下直接到4樓，電梯在某一層停留的時候門過一個周期會自動開合這些問題，后來

43、慢慢查找，仔細(xì)修改程序和接線把這些問題都解決了 （4）調(diào)試結(jié)果圖 把所有線接到相應(yīng)的端口,公共端接到正負(fù)極,正面圖如圖2-10所示圖3-10電梯模型的正面電路圖當(dāng)按下去一樓的按鍵后,電梯經(jīng)過哪一層就會在數(shù)碼管上出現(xiàn)該樓層的數(shù)字,到達(dá)一樓時顯示數(shù)字“1”如圖3-11所示圖3-11 轎廂所在樓層及上下行指示當(dāng)按下去四樓的按鍵后,電梯經(jīng)過哪一層就會在數(shù)碼管上出現(xiàn)該樓層的數(shù)字,到達(dá)四樓時顯示數(shù)字“4”如圖3-12所示圖3-12 轎廂所在樓層及上下行指示第四章 總結(jié)與展望4.1總結(jié)針對四層電梯的控制系統(tǒng)采用FX2C-48MR可編程控制器設(shè)-H-電梯的控制系統(tǒng)完成電梯的轎內(nèi)指令、廳外召喚指令、樓層位置指示

44、、平層換速控制、開門控制等控制任務(wù)。利用MCGS組態(tài)軟減設(shè)計模擬電梯PLC控制系統(tǒng)的運行。將PLC中的串口驅(qū)動程序與組態(tài)軟件的需求響應(yīng)相結(jié)合，加載驅(qū)動。使設(shè)置的控件能夠按照真實的情況動作。檢驗和測試電梯PLC控制系統(tǒng)對電梯的運行狀態(tài)的控制效果。實踐證明。將PLC可編程控制器和MCGS組態(tài)軟件結(jié)合可以非常好地模擬電梯控制系統(tǒng)的測試運行有利于PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計、檢測，具有良好的應(yīng)用價值。本系統(tǒng)主要以PLC為核心，利用PLC的強大的控制功能，實現(xiàn)了對升降電梯的控制。利用梯形圖程序可以很直觀的看出運行過程。利用可編程控制器控制升降電梯，具有接線簡單、編程直觀、擴展容易等特點。當(dāng)建筑物的層樓增加時，硬件接線上只需增加樓層相應(yīng)的輸入信號。原來的接線不需改變，軟件上只需增加相應(yīng)樓層的功能，要改動的地方也較少。調(diào)試